Naftēnu ogļūdeņraži ir daļa no naftas. To sastāvs, īpašības, sagatavošana un pielietojums tiks apspriests šajā rakstā. Šeit ir naftēnu savienojumu piemēri, slavenāko no tiem formulas. Tiek prezentēts desikantu jēdziens un apskatīta naftēnu izmantošana desikantu veidā krāsu un laku rūpniecībā. Īsi apskatīts drošības jautājums, strādājot ar vielām, kas satur naftēnus.
Naftēnu ogļūdeņraži: pielietojums, īpašības, formula
Šie savienojumi ir organiskas vielas, ko lielos daudzumos iegūst no eļļas. Viņi savu nosaukumu ieguvuši no vārda eļļa (grieķu ligroīns).
Naftēnu ogļūdeņraži ietver savienojumus no piesātināto ogļūdeņražu alicikliskās sērijas, t.i., ar apaļām molekulām, slēgtiem cikliem. Viņi ieguva savu vārdu 1883. gadā. Zinātnieki to ieviesa organiskajā ķīmijāV. V. Markovņikovs un V. N. Ogloblins. Naftēni ietver arī ogļūdeņražus ar vairākiem piecu un sešu locekļu gredzeniem (ieskaitot kondensētos, piemēram, dekalīnu). Nav pilnīgi pareizi visus cikloalkānus (ciklānus) klasificēt kā naftēnus.
Naftēnu fizikālās un ķīmiskās īpašības
Pēc fizikālajām īpašībām naftēnu ogļūdeņraži ir šķidrumi, dažreiz ar ļoti asu nepatīkamu smaku, ar ko jēlnafta ir slavena. Tieši naftēniem ir ārstnieciska iedarbība īpašos Naftalan dubļos, ar kuru palīdzību tiek ārstētas daudzas ādas slimības.
Pēc ķīmiskajām īpašībām naftēnu ogļūdeņraži ir līdzīgi piesātinātajiem acikliskajiem ogļūdeņražiem no metāna sērijas. Izņēmums ir ciklopropāns, kas dažās reakcijās uzvedas kā nepiesātināts ogļūdeņradis, pievienojot atomus ar gredzena pārtraukumu. Lielākajā daļā ķīmisko reakciju naftēnu ogļūdeņraži darbojas kā piesātināti ogļūdeņraži ar lineāru oglekļa atomu ķēdi. Tomēr ķīmisko reakciju izmantošana ar cikla pārtraukšanu ļauj izmantot naftēnu ogļūdeņražus kā lielisku ķīmiskās sintēzes izejvielu: iegūstot aromātiskos ogļūdeņražus un citus vērtīgus produktus ķīmiskajai rūpniecībai dažādās nozarēs ar katalītiskā riforminga palīdzību.
Vispārīgā formula un seriāla svarīgākie pārstāvji
Naftēnu ogļūdeņražu formula ir kopīga visiem cikloalkāniem: CnH2n, kur n ir atomu skaits molekulā, parasti pieci vai seši. Molekulu plakanā formula ir aplis vai slēgts cikls. Tilpuma formula ir diezgan sarežģīta, ļauj jums izvēlēties vairākas iespējasatomu izvietojums molekulā.
Naftēnu ogļūdeņražu piemēri var būt tādi ķīmiski savienojumi kā ciklopentāns (pieci oglekļa atomi gredzenā), cikloheksāns (seši oglekļa atomi gredzenā) un to alkilatvasinājumi. Īpaša grupa ir naftēnskābes. Apskatīsim visus šos savienojumus tuvāk.
Ciklopentāns organiskai sintēzei
Ciklopentāns (vai ciklopentilēns) ir ciklisks piesātināts ogļūdeņradis, kas satur piecus oglekļa atomus vienā slēgtā ķēdē. Ciklopentāna formula ir С5Н10. Tas ir piesātināts alicikliskās sērijas ogļūdeņradis, viens no vienkāršākajiem cikloalkāniem. Tas ir bezkrāsains šķidrums ar raksturīgu smaržu, blīvums 0,745 g/cm3, nešķīst ūdenī, sajaucas ar benzolu, ēteri, acetonu (šķīdināšana pēc "līdzīgā līdzīgā" principa). Galveno ciklopentāna daudzumu iegūst, otrreizēji destilējot eļļu. Lielāko daļu ciklopentāna izmanto vērtīgu ķīmisku vielu, piemēram, krāsvielu, organiskajā sintēzē.
Cikloheksāns - izejviela poliamīda ražošanai
Cikloheksāns (vai cikloheksilēns), tāpat kā ciklopentāns, ir piesātināts ogļūdeņradis, kas satur sešus oglekļa atomus slēgtā ciklā. Tās formula ir С6Н12.
Tā fizikālās īpašības ir bezkrāsains šķidrums normālos apstākļos, blīvums 0,778g/cm3, ūdenī nešķīstošs. Tāpat kā ciklopentāns, mēs izšķīdīsim benzolā, ēteros, acetonā. To satur gandrīz visu veidu eļļas, bet ļoti mazos daudzumos, tāpēc to iegūst, katalītiski hidrogenējot benzolu. Tam, tāpat kā ciklopentānam, ir ļoti plašs pielietojums ķīmiskajā rūpniecībā cikloheksanola un cikloheksanona, nitrocikloheksāna, cikloheksanoksīma ražošanā - starpprodukti kaprolaktāma un adipīnskābes ražošanā, ko, savukārt, izmanto poliamīdu iegūšanai.
Naftēnskābes: īpašības un lietojumi
Tās ir alicikliskās sērijas karbonskābes, galvenokārt vienbāziskas. Tie satur vienu vai vairākus piecu vai sešu locekļu oglekļa ciklus. Tieši naftēnskābes veido lielāko daļu dažādu eļļu skābi saturošo komponentu. Tos ekstrahē ar sārma šķīdumu, tā saukto naftenātu "izsālīšanu".
Parastos apstākļos naftēnskābes ir viskozi, bezkrāsaini šķidrumi, kas stāvot kļūst dzelteni, ūdenī praktiski nešķīst. Tie paši ir labi sveķu un sveķu šķīdinātāji. Sajaucas ar lielāko daļu organisko šķīdinātāju, tam piemīt visas karbonskābju ķīmiskās īpašības.
Visplašāk izmanto naftēnskābju sāļus. Sārmu metālu sāļus (ziepju naftus vai naftenātus) izmanto kā emulgatorus un dezinfekcijas līdzekļus, kā arī vilnas mazgāšanas līdzekļus. Vara sāļus plaši izmanto kā dezinfekcijas līdzekli gulšņu, virvju, audumu, alumīnija un svina sāļu impregnēšanai - kā īpašas piedevas, piedevas smēreļļām un degvielām.
Turklāt ziepju ligroīnu izmanto kā piedevas betona maisījumiem unjavas, padarīt tās ūdensnecaurlaidīgas, kas ir ļoti svarīgi, jo eļļošanas dēļ tās ļauj javas maisījumus padarīt plastiskus, iegūstot īpašu efektu, ko sauc par smalki orientētām plēvēm.
Naftēnskābju sāļi kā žāvētāji
Svins, kob alts, mangāns un cinks, ko hidroksīdi izsāļo no eļļā esošajām skābēm (soaphta), plaši izmanto kā desikantu eļļas krāsām. Desikants (latīņu valodā nozīmē "žāvēšana") - viela, ko izmanto, lai paātrinātu krāsu žūšanu. No ķīmiskā viedokļa tas ir katalizators augu eļļu un to atvasinājumu šķīdumu oksidatīvai polimerizācijai.
Milonafti jeb naftenāti starp desikantiem ir lētākie, stabilākie uzglabāšanas laikā, bet diemžēl tiem ir piemaisījumi un raksturīga nepatīkama smaka, tāpēc eļļas gleznošanai tos neizmanto.
Cilvēka ķermeņa aizsardzība, strādājot ar desikantiem
Naftēnu ogļūdeņražiem bieži ir smarža, ko cilvēki uztver kā asu un nepatīkamu. Lai aizsargātu cilvēku elpošanas orgānus, kas strādā ar krāsām, ir jāizmanto aizsardzība pret šķīdinātāju un desikantu tvaikiem. To var viegli apstrādāt ar parastajiem ūdens aizkariem un mitruma absorbētājiem: salvetēm, pārsējiem utt. Ar nelielu darba apjomu un periodisku saskari ar krāsām ar to pietiks.
Ilgstoši un pastāvīgi strādājot ar krāsām, īpaši tādām, kas satur daudz žāvēšanas vielu, nepieciešama dziļāka aizsardzība - kāelpošanas orgāni, kā arī acis, āda un gļotādas. Desikantos esošie metāli, īpaši svins, mēdz uzkrāties aknās un citos cilvēka orgānos, izraisot nopietnas slimības.
Dzesēšanas šķidrumi
Nevar strādāt ar metālapstrādes mašīnām, neizmantojot griešanas šķidrumus - dzesēšanas šķidrumu. Lielākā daļa dzesēšanas šķidrumu ir emulsijas, kurās plaši tiek izmantoti diezgan lēti jēlnaftas produkti, piemēram, naftēnu ogļūdeņraži, kā arī minerāleļļas, kas sajauktas ar ūdeni.
Lai emulsija nesadalītos sastāvdaļās, tiek izmantoti emulgatori un stabilizatori. Ūdens klātbūtne emulsijā padara tās negaistošas un praktiski nekaitīgas. Tāpēc daudzi cilvēki, kas strādā ar eļļām, mazgā rokas ar emulsiju, kas satur naftēnus. Šo dzesēšanas šķidruma īpašību ļoti bieži izmanto gan atslēdznieki, gan autovadītāji. Emulsija ar naftēniem palīdz ne tikai viegli nomazgāt nožuvušos netīrumus, bet arī dezinficē roku ādu, mīkstina un novērš nepieciešamību izmantot vazelīna eļļu kā ādas mīkstinātāju.
Eļļu nevar izmantot kā degvielu
Dmitrija Mendeļejeva slavenais apgalvojums, ka nafta nav degviela, bet ar banknotēm var sildīt, ar laiku iegūst arvien lielāku nozīmi. Nafta, gāze un ogles ir labākās izejvielas milzīgajam mūsdienu cilvēkam nepieciešamo materiālu daudzumam, taču to rezerves ir ļoti ierobežotas un neaizstājamas. Starp šādām izejvielām ir arī naftēnu ogļūdeņraži, viena no vērtīgākajām naftas sastāvdaļām -melnais zelts, ko cilvēce vēl nav pilnībā novērtējusi.
